Puesta a tierra: Puesta a tierra es el camino que recorre la
corriente desde el equipo aterrizado hasta el sistema de Tierra
Física. Tierra física: El “conector”
que une al planeta tierra con la puesta a tierra. NOTA: Es
importante mencionar el cable de la puesta a tierra debe de tener
un calibre suficientemente grueso para que la corriente no tenga
problema en circular a través de el. Puesta a tierra vs.
Tierra física Tierra Física
Es un elemento o conjunto de elementos conductivos que se
instalan bajo el suelo brindando una conexión eficiente
entre el elemento conductivo y el planeta tierra.
¿Qué es un electrodo de tierra física?
Tierra Física
Electrodos Naturales Electrodos Prefabricados ¿Qué
es un electrodo de tierra física? Tierra
Física
Se requiere una resistencia baja para asegurar el correcto
funcionamiento del sistema de puesta a tierra. Único
Electrodo ? máx 25? (NOM 250-84, 921-18b) Transformadores
(hasta 34.5kV) ? 25? (hasta a 250kVA)Transformadores (mayor
34.5kV) ? 5? (mayor a 250kVA) Descargas Atmosféricas ? 10?
(NMX-J-549-ANCE 4.3.4) Descargas Eléctricas
Estáticas ? <10? (NOM-022-STPS 5.7, 9.2f) Data Center ?
< 5? (EIA/TIA 942) Resistencia tiene que ver con la tierra
física y se mide en ohms Resistencia vs. Resistividad
Tierra Física
El terreno presenta una resistividad debido a sus caracteristicas
físicas. Resistencia tiene que ver con la tierra
física y se mide en ohms Resistencia vs. Resistividad
Tierra Física Tipo de Terreno Arenoso, Pantanoso,
Calizo… Estratigrafía Diferentes capas no
homogéneas. La primera capa es muy afectada por el clima.
Granulometría Tamaño y porosidad de los granos del
terreno. A mayor tamaño de granos, mayor resistividad
debido a espacios de aire. Salinidad Concentración de
sales solubles Higrometría Contenido de Agua. A mayor
humedad mayor disolución de sales. (Electrolito). Depende
de: Nivel Freático, Temperatura, Época del
año Temperatura Resequedad por evaporación.
Reducción del flujo electrolítico por
congelación. Compacidad Reducir espacios de aire
Proporcionar Seguridad a las Personas. Proteger Infraestructura.
Equipos. (Eléctricos/Electrónicos) Instalaciones.
(Garantizando la operación de protecciones) Estabilizar el
Voltaje. (Establecer el potencial de referencia) Disipar la
corriente del rayo. Limitar las sobretensiones transitorias.
(Picos de Voltaje) Drenar cargas estáticas. Tierra
Física Objetivos
Podemos clasificar un sistema de tierra física en 4
aplicaciones para su fácil proyección: Tierra de
potencia Para tableros de distribución, alumbrado,
transformadores o simplemente la alimentación de la
energía. Tierra de masas Para proteger al humano y al
producto en los contenedores que puedan energizarse pero no esta
destinado a ello. Cero lógico Para aplicaciones de
cómputo y telecomunicaciones (Centros de datos). Tierra
para protección atmosférica Para la
protección de descargas atmosféricas (pararrayos).
Tierra Física Aplicaciones de tierra física
Tierra Física Tierra de Potencia Transformadores
Independientemente de la resistencia del sistema de tierra, este
debe de tener la capacidad para drenar la energía
máxima que el transformador me pueda entregar en momentos
de falla Para esto Total Ground ya diseño una tabla de
fácil selección basada en la potencia (KVA) del
transformador
Tierra Física Tierra de Potencia Potencial de paso y de
contacto Es importante saber sobre lo que la tensión de
paso y de contacto puede hacer a una persona, uno de los
principales errores en las instalaciones es el no cuidar la
diferencia de potencial que puede existir en la misma: Nota: Es
importante la unión de las tierras y las mallas en las
subestaciones.
Tierra Física Tierra de Potencia Diagrama de
instalación
Tierra Física Tierra de Masas Masas sin conductores Estas
son las masas que no están cerca ni en contacto con
ningún conductor de corriente, dichas masas no corren el
riesgo de ser energizadas, se aterrizan para drenar
energía estática, que puede tener voltaje muy alto
pero la corriente es mínima, para estas tierras se
utilizan TG-45K y el TG-70K dependiendo de la cantidad de
masa
Tierra Física Tierra de Masas Masas con conductores Son
las masas que están en contacto o en cercanía de
conductores de energía y en algún momento de falla
pueden estar energizadas, para estas masa tenemos que calcular la
cantidad de corriente que puede llegar a fluir a través de
la masa para de ahí seleccionar que electrodo es el
indicado.
Tierra Física Tierra de Masas Diagrama de
instalación
Tierra Física Tierra de 0 lógico Sites regulados
Estos son los sites que cuentan con una derivación del
circuito eléctrico la cual esta regulada, respaldada y/o
filtrada, aquí se considera la potencia del UPS o del
acondicionador de línea o del regulador para determinar
que tierra lleva
Tierra Física Tierra de 0 lógico Sites sin circuito
regulado Son sites donde no se cuenta con ningún tipo de
regulación, ni respaldo, ni filtrado, por lo general son
sites muy pequeños o IDF muy pequeños, estos
tienden a desaparecer, para estos Total Ground desarrolla la
siguiente tabla de selección
Tierra Física Tierra de 0 lógico Diagrama de
instalación
Tierra Física Tierra de protección
atmosférica Es la protección que se realiza en
contra de los rayos atmosféricos, en esta
protección se considera el diámetro de cobertura y
el grado de incidencia de la ubicación del predio Es
importante que la punta de pararrayos tiene que ser la parte
más alta de la instalación, y que si estamos en una
zona de alta incidencia es mejor que el pararrayos sea un KDA 03
o KDA05
Tierra Física Tierra de protección
atmosférica Diagrama de instalación
Tierra Física Tipos de electrodos Varilla Es el sistema
más tradicional que existe, es una barra de acero
recubierta con 0.025mm de cobre mide 1m, 1.5mts o 3mts X
5/8”, 9/16” o similar. Pros Económica cuando
se compra por pieza Lo mas conocido Contras El diseño del
sistema de tierra física con varilla es laborioso, casi
nadie lo hace e instalan bajo creencias personales y no a
diseño. Al instalarce se puede dañar la delgada
capa de cobre y queda inservible. Tiempo de vida útil
aprox. 1 año y medio.
Tierra Física Tipos de electrodos Rehilete Son placas de
cobre dobladas y fijas a una varilla más corta. Pros Mayor
área de contacto con el suelo. Tamaño bueno para
instalación fácil. Menor número de
electrodos para un sistema de tierra física que con el de
varilla. Contras Está unido a una varilla y conlleva los
contras de la varilla. La fijacion de las placas a la varilla en
la mayoría de los casos no es duradera. Tiempo de vida
útil aprox. 1 año y medio.
Tierra Física Tipos de electrodos Químicos Son
tubos de cobre de aproximadamente 2 a 3 pulgadas de diametro con
quimico en la parte de adentro que se va drenando al terreno.
Pros Una durabilidad del electrodo mucho mayor que los
tradicionales. Contras Conlleva la utilización de quimicos
que suelen corroer lo que este cerca al electrdo (tuberia de
agua, ductos, etc) al igual que al electrodo. Su
instalación se complica por la utilización del
quimico. Se le tiene que dar mantenimiento de rellenado del
quimico cada año.
Tierra Física Tipos de electrodos Magnetoactívos
(total ground) Son tubos de cobre electrolítico soldado a
2 triángulos de cobre con un sistema de filtración.
Pros Durabilidad grantisada de 10 años. Combina lo mejor
de las 2 tecnologías pasadas. Se logran resistencias
menores a 2 ohms con un solo electrodo. Permite drenar mucha
energía por lo que se requiere menos electrodos. Tiene un
filtro para corrientes provenientes de tierra.
Catalogo Kits de Tierra Física Garantía: 10
Años. Menos de 2 Ohms de Impedancia de la tierra.
Fácil instalación.
Catalogo Electrodos ELECTRODOS TOTAL GROUND De cobre
electrolítico altamente conductivo. Tratado para retardar
los efectos de la corrosión. Con dispositivo de
filtración de baja frecuencia LCR. Cada electrodo incluye
brújula y nivel. Garantía : 10 años.
Catalogo Acopladores Protección contra corrientes
inducidas. Separa aplicaciones secundarias conectadas a un mismo
electrodo. Une las masas conductivas que por naturaleza existen
en el predio (NOM 001 art. 250-81)
Catalogo TGCOM-210,250 DESCONECTADOR TG-AB TGCR TGVC
Catalogo Accesorios ANTIOX Sella y aísla conectores,
terminales y partes metálicas. Evita óxido, sarro y
problemas de uniones bimetálicas. TAPETE AISLADOR PARA
RACK Protege pequeños SITES sin piso falso. Aísla
el rack y sus tornillos de fijación del piso. Asegura una
sola puesta a tierra física. Material de aislamiento
clasificado por la UL84 V-1. Para racks de 19” y 23”.
Protege contra ambientes salinos, químicos, polvo y
suciedad. Resistencia dieléctrica: 37,000 V. REGISTROS
Modelos s-610, s-1010 y s-1419. De fibra de vidrio y concreto
polimérico. Soportan carga estática de 1360
kg.
Catalogo Accesorios Punto de distribución de hilos de
tierra. Algunos modelos pueden venir en gabinete de 20 X 30 X 12
cm.
Catalogo Solución para el Hogar Kit: 1 Variground. 2
Inteliground. 1 saco H2Ohm de 5 kg. Electrodo: 1.15 m. altura.
Contacto Inteligente Supresor Clase A Fácil de Instalar
Indicador luminoso
Normatividad Normas – Estándares –
Recomendaciones NOM es Obligatoria, NMX es Voluntaria Nacionales:
NOM-001-SEDE-2005, Instalaciones Eléctricas
(Utilización). NOM-022-STPS-2008, Electricidad
Estática en los Centros de Trabajo. NMX-J-549-ANCE-2005,
Sistema de Protección vs. Tormentas Eléctricas
Especificaciones, Materiales y Métodos de Medición.
Internacionales: NFPA 780, Standard for the Installation of
Lightning Protection Systems. EIA/TIA 607, Grounding and Bonding
Requirements for Telecommunications. EIA/TIA 942,
Telecomunication Infrastructure Standard for Data Centers.
IEEE 142, Grounding of Industrial and Comercial Power Systems.
IEEE 1100, Powering and Grounding Electronic Equipment.
Normatividad NOM-001-SEDE-2005, Instalaciones Eléctricas
(Utilización) ARTICULO 250. PUESTA A TIERRA Disposiciones
Generales. Puesta a Tierra de Circuitos y Sistemas
Eléctricos. Ubicación de las Conexiones de Puesta a
Tierra de los Sistemas. Puesta a Tierra de Envolventes y
Canalizaciones. Puesta a Tierra de los Equipos. Método de
Puesta a Tierra. Unión. Sistemas de Electrodos de Puesta a
Tierra. Conductores de Puesta a Tierra. Conexiones de los
Conductores de Puesta a Tierra. Transformadores de Instrumentos,
relevadores, etc. Puesta a Tierra de Circuitos y Sistemas de Alta
Tensión (600V).
Normatividad NOM-001-SEDE-2005 250-42. Equipo fijo o conectados
de forma permanente. “Las partes metálicas expuestas
y no conductoras de corriente eléctrica del equipo fijo
que no estén destinadas a transportar corriente y que
tengan probabilidad de energizarse, deben ser puestos a
tierra…” 250-43. Equipo fijo o conectado de forma
permanente-específico. Deben ser puestos a tierra,
independientemente de su tensión eléctrica nominal,
las partes metálicas expuestas y no conductoras de
corriente eléctrica del equipo descrito a
continuación ((a) a (j)), y las partes metálicas no
destinadas a conducir corriente eléctrica del equipo y de
envolventes descritas en (k) y (l): Armazones y estructuras de
tableros de distribución. b) Organos de tubos c) Armazones
de motores. d) Cubiertas de los controladores de motores. e)
Grúas y elevadores. f) Estacionamientos públicos,
teatros y estudios cinematográficos. g) Anuncios
luminosos. h) Equipo de proyección de películas. j)
Luminarios. k) Bombas de agua operadas por motor. l) Ademes
metálicos de pozos.
Normatividad NOM-001-SEDE-2005 250-81 Sistema de Electrodos de
Puesta a Tierra. “Si existen en la propiedad, en cada
edificio o estructura perteneciente a la misma, los elementos (a)
a (d) que se indican a continuación y cualquier electrodo
de puesta a tierra prefabricado instalado de acuerdo con lo
indicado en 250-83(c) y 250-83(d), deben conectarse entre
sí para formar el sistema de electrodos de puesta a
tierra. NOTA: En el terreno o edificio pueden existir electrodos
o sistemas de tierra para equipos de cómputo, pararrayos,
telefonía, comunicaciones, subestaciones o acometida,
apartarrayos, entre otros, y todos deben conectarse entre
sí. Tubería Metálica Subterranea para
Agua… Estructura Metálica del Edificio…
Electrodo Empotrado en Concreto… Anillo de Tierra…
“ 250-83 Electrodos Especialmente Construidos.
“…Cuando se use más de un electrodo de puesta
a tierra para el sistema de puesta a tierra, todos ellos
(incluidos los que se utilicen como electrodos de puesta a tierra
de pararrayos) no deben estar a menos de 1,8 m de cualquier otro
electrodo de puesta a tierra o sistema para puesta a tierra. Dos
o más electrodos de puesta a tierra que estén
efectivamente conectados entre sí, se deben considerar
como un solo sistema de electrodos de puesta a
tierra…”
Normatividad NMX-J-549-ANCE-2005 Sistema de Protección vs.
Tormentas Eléctricas Especificaciones, Materiales y
Métodos de Medición 4.3.4 SISTEMA DE PUESTA A
TIERRA 4.3.4.1 Electrodos de Puesta a Tierra. 4.3.4.2 Electrodos
de Puesta a Tierra Comunes. 4.3.4.3 Diseño del SPT.
4.3.4.4 Factores para un SPT. 4.3.4.5 Métodos
Prácticos para Mejorar la Eficiencia de un SPT. 4.3.4.6
Resistencia de Puesta a Tierra. 4.3.4.7 Electrodos de Puesta a
Tierra en Suelos de Alta Resistividad. 4.3.4.8 Reducción
de Peligro de Choque Eléctrico. 4.3.4.9 Cálculo y
Mediciones del Sistema de Puesta a Tierra.
Normatividad NMX-J-549-ANCE-2005 4.3.4 Sistema de Puesta a Tierra
(SPT) “…Con el fin de mantener la elevación
de potencial del SPT a niveles seguros, se recomienda que el
valor de la resistencia de puesta a tierra se mantenga en niveles
no mayores que 10?…” 4.3.4.1 Electrodos de puesta a
tierra “En general, un electrodo de puesta a tierra puede
ser de cualquier tipo y forma, siempre y cuando cumpla con los
requisitos siguientes: a) Ser metálico. b) Tener una baja
resistencia de puesta a tierra, como el que se establece en 4.3.4
c) Cumplir con las características indicadas en el
capítulo 6. d) Sus componentes no deben tener elementos
contaminantes al medio ambiente. e) Para los formados por varias
hojas metálicas, éstas deben unirse por medio de
soldadura.”
Normatividad NMX-J-549-ANCE-2005 4.3.4.2 Electrodos de puesta a
tierra comunes Los electrodos de puesta a tierra utilizados son
los siguientes: Verticales (varillas, tubos, conductores planos)
Horizontales (tubos, cables o conductores planos colocados en
forma radial o en anillo) Los formados por los cimientos de las
estructuras (naturales) Placas y mallas. 4.3.4.5 Métodos
prácticos para mejorar la eficiencia de un SPT “La
tubería principal del servicio de agua puede
interconectarse con él o los elementos del SPT, siempre y
cuando sea metálica, se encuentren enterradas en el suelo,
se conecte al SPT principal, forme parte de la unión
equipotencial … …Los cimientos de edificios o
estructuras pueden utilizarse como electrodos de puesta a tierra
(conocidos como naturales), los cuales representan un medio
auxiliar o complementario de disipación del sistema
principal (SPT)… …El uso de rellenos
químicos representa una alternativa… Estos rellenos
químicos deben ser inertes al medio ambiente y no
dañar a los elementos del SPT por efecto de
corrosión…”